曲柄连杆机构的分解与测量

曲柄连杆机构的分解与测量第1页/共60页情景教学法：立足生活实际，启发式提问，让学生主动说出一些零件的名称（学生已有知识），激发学生的积极性，提高他们理论联系实际的分析运用能力。举例法、直观教学法：联系实际一些汽车工作的简单原理，讲解汽车发动机部分结构存在的必要性更有助于学生理解。采用PPT图片与实物相结合。讨论法：如柴油机为什么不需要点火系？问什么汽车优选风冷式等。设计依据第2页/共60页设计原因根据课程改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心的理实一体化教学课程内容，并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。同时又充分考虑了中等职业教育对理论知识学习的需要，并融合了相关职业资格等级标准对知识、技能和职业素养的要求。第3页/共60页教学目标及达到效果根据本教材的结构和内容分析，结合汽修专业学生的认知结构及其心理特征，我制定了以下的教学目标：知识目标：识记和理解四冲程汽油发动机的结构组成即“两大机构、五大系”，以及它们的作用，了解零件的专用名词,连接关系。能力目标：引导和鼓励学生养成多听、多看、多问的学习方法，逐步学会独立思考，理论与实际相结合的能力。情感态度价值观目标：引导学生通过对发动机内部结构的认识，树立学习信心，增强对本专业的热爱。第4页/共60页2.1概述2.2汽缸体、汽缸盖的构造与检修——重点2.3活塞连杆组的检修——难点第5页/共60页

2.1概述

2.1.1功用与组成功用：将汽缸内气体作用在活塞上的力转变为曲轴的旋转力矩，从而输出动力。组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。第6页/共60页机体组曲轴箱汽缸体汽缸垫汽缸盖汽缸油底壳油道和水道第7页/共60页活塞连杆组第8页/共60页曲轴飞轮组第9页/共60页

2.1.2工作条件及受力情况工作条件：高温、高压、高速和化学腐蚀。

受力情况：气体作用力、运动质量惯性力、摩擦力以及外界阻力等。第10页/共60页第11页/共60页曲轴、活塞、连杆是发动机的重要机件，其材料、工艺、工作条件、维修质量等因素的影响，直接关系到发动机的使用性能与使用寿命。第12页/共60页第一节活塞连杆组的修理

活塞连杆组的修理包括：活塞、活塞环、活塞销的选配、连杆的检验与校正，活塞连杆组在组装时的检验校正和装配。第13页/共60页２、活塞的选配

当汽缸的磨损超过规定值，必须对汽缸进行修复，或活塞发生异常损坏时，须视情选配活塞。选配活塞时要注意以下几点：（1）根据汽缸的修理尺寸选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。活塞裙部的尺寸是镗磨汽缸的依据，只有在活塞选配后，才能按选定活塞的裙部尺寸进行镗磨汽缸。一、活塞的选配1、活塞的耗损活塞环槽、活塞裙部、活塞销座孔的磨损、活塞拉毛及划痕（拉缸）、顶部烧蚀、活塞脱顶（头部与裙部分离）。第14页/共60页（2）活塞是成套选配的，同一台发动机必须选用同一厂牌的活塞，以保证其材料和性能的一致性。在成套选配的活塞中，其尺寸差一般为0.01～0.05mm，质量差为4～8g，销座孔的涂色标记相同。

新型汽车的活塞与汽缸的配合都采用选配法，在汽缸的技术要求确定的情况下，选配相应的活塞。活塞的修理尺寸级别一般分为+0.25、+0.50、+0.75、+1.00mm等四级，选配时，要注意活塞的分组标记和涂色标记。第15页/共60页二、活塞环的选配

活塞环按其功用可分为气环和油环两类。

第16页/共60页１、活塞环的耗损主要有：磨损、弹性减弱和折断等由于受高温高压燃气的作用、往复运动的冲击和不良的润滑条件，磨损速度较快通常在两次大修间隔之间的某次二级维护，当汽缸的圆柱度达到0.09mm～0.11mm时，就需更换一次。

第17页/共60页2、选配原则

与汽缸、活塞的修理尺寸一致；具有规定的弹力以保证汽缸的密封性；环的漏光度、端隙、侧隙、背隙应符合原厂设计规定。

第18页/共60页１）弹力检验

活塞环端隙达到规定值时作用在活塞环上的径向力,一般要求该弹力在11.8-15.7N之间。弹力是建立背压的首要条件、保证密封性的必要条件。活塞环弹力检验仪

第19页/共60页第20页/共60页２）活塞环的漏光度检验

目的：避免漏光度过大使活塞环与汽缸的接触面积减小，造成漏气和窜机油的隐患。

方法：漏光度检验仪

技术要求：在活塞环端口30左右范围内不应有漏光点；在同一活塞环上的漏光不得多于两处，每处漏光弧长所对应的圆心角不得超过25，同一环上漏光弧长所对应的圆心角之和不得超过45；漏光处的缝隙应不大于0.03mm，当漏光缝隙小于0.015mm时，其弧长所对应的圆心角之和可放宽至120。

第21页/共60页第22页/共60页3）活塞环“三隙”的检验

活塞环在安装时，应留有端隙、侧隙和背隙。

端隙Δ1又称为开口间隙，是活塞环装入汽缸后，该环在上止点时环的两端头的间隙或活塞环在标准环规内两端头的间隙。一般为0.25-0.50mm。

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侧隙Δ2又称边隙，是指活塞环装入活塞后，其侧面与活塞环槽之间的间隙。第一环因工作温度高，一般为0.04～0.10mm。油环的侧隙较小，一般为0.025～0.07mm。

背隙Δ3是活塞及活塞环装入汽缸后，活塞环内圆柱面与活塞环槽底部间的间隙，一般为0.5～1mm，油环的背隙较气环大，目的是增大存油间隙，以利于减压泄油。第24页/共60页一般：活塞环的三隙是上环大于下环，柴油机环大于汽油机环、汽缸直径大的环大于直径小的环、发动机压缩比大的环大于压缩比小的环。

第25页/共60页三、活塞销的选配1、活塞销的耗损

2．活塞销的选配发动机大修时，一般应更换活塞销，选配标准尺寸的活塞销，为小修留有余地。选配活塞销的原则：同一台发动机应选用同一厂牌、同一修理尺寸的成组活塞销，活塞销表面应无任何锈蚀和斑点。

第26页/共60页3、活塞销座孔的修配近年来，制造工艺不断改进，销与座、销与衬套耐磨程度增加，一般只需更换活塞。不提倡铰或刮削修复，而是分组选配，用涂色标记加以区别。第27页/共60页主要是连杆变形的检验与校正、连杆小端衬套的压装与铰削和连杆大端与下盖结合平面损伤的修理等。四、连杆的修理第28页/共60页第29页/共60页1、连杆变形的检验与校正（1）连杆变形的检验在连杆校验仪上进行，连杆校验仪能检验连杆的弯曲、扭曲，双重弯曲的程度及方位，并校正连杆的弯曲与扭曲。检验步骤：１）根据被检连杆轴承孔径，选择合适的标准芯轴及月亮销，然后将芯轴装进校准台基准孔，用锁紧手柄固定。第30页/共60页２）装上连杆下盖，按规定力矩拧紧，将活塞销穿入连杆衬套至中部。３）将连杆大端套在连杆检验仪的可调芯轴上，并用调整螺钉固定连杆，使之直立，不得松动。使连杆大端轴线与芯轴轴线平行。4）将百分表安装到两点规上部的孔中，使其具有一定的预压缩量，然后拧紧锁紧螺母，并调0。第31页/共60页5）用两点规的V型槽贴合活塞销正上方，将其上的两个测量基准点轻轻推向连杆检验仪的基准平面。读出百分表的读数，并作出记录。这一读数就是连杆在100mm长度上的弯曲度：+：前弯；-：后弯。6）用两点规的V型槽贴合活塞销正侧方，将其上的两个测量基准点轻轻推向连杆检验仪的基准平面。读出百分表的读数，并作出记录。这一读数就是连杆在100mm长度上的扭曲度：+：顺时针扭曲；-：逆时针扭曲。第32页/共60页通用量具检验：在连杆大头和连杆小头内装入标准心轴，置于平板上的V型块上，用百分表测量，通过测定活塞销两端高度差，即可计算出连杆弯曲值和扭曲值。第33页/共60页（2）连杆变形的校正校正扭曲时，将连杆下盖按规定装配和拧紧，然后用台钳口垫上软金属垫片夹紧连杆大端侧面，最后使用专用扳钳装卡在连杆杆身上下部位，按图示的安装方法校正连杆的逆时针的扭曲变形。校正顺时针的扭曲时，可将上下扳钳交换即可。第34页/共60页校正弯曲时，将弯曲的连杆置入专用的压器，弯曲的凸起部位朝上，在正丝杠的部位加入垫块，扳丝杠使连杆产生反向变形并停留一定时间，待金属组织稳定后再卸下，检查连杆的回位量，直至连杆校正至合格为止。第35页/共60页

在更换活塞销的同时，必须更换连杆衬套，以恢复其正常配合。新衬套的外径应与小端承孔有0.10～0.20mm的过盈，以防止衬套在工作中发生转动。过盈量也不可过大，否则会在压装时将衬套压裂。选择新衬套时，可用量具分别测量连杆小端承孔内径和衬套外径，其差值便是衬套的加工余量。通常多用经验法进行判断，在衬套压装前先将其与活塞销试配，如能勉强套入活塞销则为合适。如套不进或套入感觉松旷，表示其加工余量过大或过小，均应重新选用衬套。2、连杆衬套的修复第36页/共60页活塞销与连杆衬套的配合也有凭感觉判断的，即以拇指力能将涂有机油的活塞销推过衬套为符合要求。或将涂有机油的活塞销装入衬套内，连杆与水平面倾斜成45°，用手轻击活塞销应能依靠其自重缓缓下滑。此外，活塞销与连杆衬套的接触面积应在75％以上。第37页/共60页

连杆的杆身与小端的过渡区应无裂纹、表面无碰伤，必要时采用磁力探伤检验连杆的裂纹。如有裂纹，禁止继续使用，应立即更换。另外如果连杆下盖损坏或断裂时，也要同时更换连杆组合件。

连杆大端侧面与曲柄之间，一般应有0.10-0.35mm的间隙，如超过0.50mm时，可堆焊连杆大端侧面后修理平整。3、连杆其它损伤检修第38页/共60页连杆杆身与下盖的结合平面应平整。检验时，使两平面分别与平板平面贴合，其接触面应贴合良好，如有轻微缝隙，不得超过0.026mm.。连杆轴承承孔的圆柱度误差大于0.025mm，应进行修理或更换连杆。

连杆螺栓应无裂纹，螺纹部分完整，无滑牙和拉长等现象。选用新的连杆螺栓时，其结构参数及材质应符合规定，禁止用直径相同的普通螺栓代用。连杆螺栓的自锁螺母不许重复使用。第39页/共60页五、活塞连杆组的组装

通常是采用热装合方法进行活塞与连杆的装配。因为活塞销与销座在常温下有微量的过盈，所以装合时一定要将活塞加热。

活塞置入水中加热至353-373K，取出后迅速擦净，将活塞销涂以机油，插入活塞销座推过连杆衬套，直至另一端销座的外边缘，然后装入锁环。两锁环的内端应与活塞销有0.10-0.25mm的间隙。否则锁环将被顶出造成拉缸。锁环嵌入环槽中的深度，应不少于丝径的2/3。第40页/共60页

活塞与连杆组装时，要注意两者的缸序和安装方向，不得错乱。活塞连杆组装合后，还需要在连杆校验仪上检验活塞轴线对连杆大端承孔轴线的垂直度。最后安装活塞环：特别注意环的类型和规格、顺序及安装方向。镀铬的环在第一道；刮油环内切口朝上，布油环朝下；有标记的一面朝上。第41页/共60页

为提高汽缸的密封性，避免高压气体的泄漏，要求活塞环的开口应交错布置：以第一道活塞环的开口位置为始点，其它各环的开口布置成迷宫状走向。各道活塞环的开口一般不要布置在活塞销轴线的±22.5°方向上，因为活塞销轴向两端的润滑油较多，润滑油容易向上窜入燃烧室。第42页/共60页第一道环应布置在作功行程压力较小的右侧，并且尽可能远离燃烧中心。其它环（包括油环）依次间隔90°～180°。

三道环的发动机，间隔120°或第二环间隔180°，第三环与第二环间隔90°；四道环的发动机，第二环与第一环间隔180°，第三环与第二环间隔90°，第四环与第三环间隔180°。安装油环的下刮片也要交错排列，二道刮片的下刮片间隔180°，三道的则要依次相隔120°。

第43页/共60页发动机在修理中必须对曲轴进行检验，查明曲轴的损伤和磨损，分析其原因，并进行正确的修理。一、曲轴的耗损、检验与校正1、曲轴的耗损第二节曲轴飞轮组的修理第44页/共60页1）轴颈的磨损曲轴主轴颈和连杆轴颈的磨损是不均匀的，且磨损部位有一定的规律性：各主轴颈的最大磨损靠近连杆轴颈一侧；而连杆轴颈的最大磨损部位在主轴颈一侧。另外，曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损。

第45页/共60页2）曲轴弯曲与扭曲变形曲轴主轴颈的同轴度误差大于0.075mm，称为曲轴弯曲。若连杆轴颈分配角误差大于0°30'，则称为曲轴扭曲。曲轴产生扭曲变形后，将使连杆轴颈分配角改变，影响发动机的配气定时和点火正时。第46页/共60页3）曲轴的断裂裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡圆角处，以及油孔处。前者是横向裂纹，严重时造成曲轴断裂；后者多为轴向裂纹，沿斜置油孔的锐边沿轴向发展。主要是应力集中引起的，曲轴变形和修磨不慎也会使过渡区的应力陡增，加剧曲轴的疲劳断裂。4）曲轴的其它损伤第47页/共60页（1）曲轴的检验主要包括裂纹的检验、变形的检验和磨损的检验。

2、曲轴的检验与校正第48页/共60页（2）曲轴的校正曲轴的弯扭变形超过一定限度时，应进行校正。冷压校正:压弯量为10～15倍，保持2~4min。

第49页/共60页二、曲轴飞轮组的修理１、曲轴轴颈修理尺寸的确定根据前一次的修理尺寸、磨损程度和磨削余量选择。修理尺寸0.25一级mm，不大于1.5mm２、定位基准的选择变速器第一轴前轴承承孔和曲轴正时齿轮轴颈的公共轴线。中心孔３、曲轴轴颈的磨削先磨削主轴颈，再磨削连杆轴颈：同心法依次磨削连杆轴颈。轴颈圆度、圆柱度不大于0.005mm,粗糙度小于0.40um,轴颈差小于0.02mm第50页/共60页三、曲轴轴承的选配１、轴承的耗损磨损、合金疲劳脱落、轴承疲劳收缩、粘着咬死。２、曲轴轴承的选配直接选配、不刮瓦、不加垫。检验其内径、钢背质量、高出量和弹开量。刮瓦的话：刮大留小、刮重留轻。75%。大瓦紧固力矩：200/N.m左右，小瓦：130/N.m左右。径向间隙：轴向间隙：第51页/共60页曲轴（连杆）轴承径向间隙过大：在冲击力的作